MOS管栅极（G）和漏极（S）之间的电阻作用

工作中很多低地方常用到MOS。是一个非常常用的器件。MOS管（金属氧化物半导体场效应晶体管）它具有三个内在的寄生电容：栅源电容（Cgs）、栅漏电容（Cgd）以及漏源电容（Cds）。这三个寄生电容是MOS管物理结构的一部分，并且在MOS管的规格书中常常用输入电容（Ciss）、输出电容（Coss）以及反向传输电容（Crss）这三个参数来表示。这些参数与寄生电容之间存在明确的关系，它们实际上是包含了寄生电容的某种组合。

在MOS管的中，我们最常见的米勒效应主要是由于栅漏电容（Cgd）引起的。当MOS管处于工作状态时，这个电容会与电路中的其他元件相互作用，导致栅极电压的变化被放大，从而影响到整个电路的性能。

此外，为了减少栅极电荷的影响和提高电路的稳定性，通常在MOS管的栅极和源极之间并联一个电阻（RG）。这个电阻的存在主要是为了阻尼栅极电荷的变化，从而减小米勒效应的影响。

从上面几条看出，MOS管的三个寄生电容（Cgs、Cgd、Cds）是引起米勒效应以及需要在GS之间并联电阻的根源。这些寄生电容是MOS管物理结构的一部分，并且在电路设计中需要特别考虑它们的影响。

1.MOS管的米勒效应

我们理想的MOS管驱动波形它是方波，表示当栅源电压（Vgs）达到门槛电压的时候，MOS管会迅速进入饱和导通状态。但是我们知道在实际应用当中，MOS管的栅极驱动过程会出现一个被称为米勒平台的电压平台期。这个平台期实际上就是MOS管进入“放大区”或“线性区”的标志，也就是导致开通损耗较大的主要原因。这个现象它称为米勒效应，对电路性能有很大不利影响，因此我们工程师在电路设计的时候，是一个必须考虑的实际问题。

简单地说，虽然理想的MOS管驱动波形是方波，但现实中会因为米勒效应出现电压平台，增加开通损耗。米勒效应是客观存在的，设计电路时需要充分考虑。

米勒平台形成的具体过程：

如上图，MOS管的开启过程大概可以分为以下几个阶段：

第一阶段，初始阶段（t0→t1）：当栅源电压（Vgs）达到门限电压（Vgs(th)）的时候，相当于开始对栅源电容（Cgs）进行充电，此时MOS管开始导通，之前它处于截止状态，不导通。

第二阶段，饱和区阶段（t1→t2）：随着Vgs的继续增加，漏极电流（Id）开始增大，漏源电压（Vds）开始下降。在这个过程中，MOS管是工作在饱和区，其中Id主要是由Vgs决定。Vds的轻微降低主要是由于电流变化（△I）导致的栅极端的一些寄生感抗形成的压降。

第三阶段，米勒效应阶段（t2→t3）：当Vgs增大到一定程度时，会出现米勒效应。这时，Id已经达到饱和，因此Vgs会在一段时间内保持不变，而Vds则继续下降，为栅漏电容（Cgd）充电。正是由于需要为Cgd充电，Cgs两端的电压变化相对较小。在MOS管开通的时候，漏极电压（Vd）大于栅极电压（Vg），因此Cgd会先通过MOS管放电，然后再反向充电，这个过程中会夺取原本应该给Cgs的充电电流，从而导致Vgs出现一个平台期。

第四阶段，可变电阻区阶段（t3→t4）：随着Vgs的继续上升，MOS管进入可变电阻区，漏源导通，Vds继续下降。需要注意的是，米勒平台限制了Vgs的增加，进而限制了导通电阻的降低，从而也限制了Vds的降低速度，使得MOS管无法迅速进入完全开关状态。

2.MOS管G极与S极之间的电阻功能

举一个简单的实验就可以显示出GS间电阻的重要性：比如选用一只MOS管，使其G极也就是栅极处于悬空状态，并在DS之间施加电压。实验结果表明，当DS之间的输入电压只有三四十V时，这时MOS管的DS却会迅速导通，若不限流，更可能会导致管子损坏。从理论上讲，没有驱动信号的情况下，MOS管应该保持截止状态不导通才对啊。然而，由于MOS管内部存在寄生电容，当我们在DS之间施加电压时，该电压会通过栅漏电容（Cdg）为栅源电容（Cgs）充电，从而导致G极电压逐渐抬高，直至MOS管导通。

因此我们在MOS管的GS之间连接一个阻值在几千到几十千欧的并联电阻，可以确保MOS管的稳定工作。这种连接方式可以防止因MOS管栅极悬空导致的DS之间电压使MOS管意外导通而受损。同时，当没有驱动信号时，该电阻能够将MOS管的栅极电位固定在较低状态，从而避免误触发，确保可靠的通断操作。

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